Путешествие во времени - Мартин Гарднер

----------------

* Gardner М. Knotted Doughnuts and Other Mathematical Entertainments. - New York: W. H. Freeman and Company, 1986.

Растяжение времени в теории относительности, путешествие во времени в космосе Геделя и обращение времени в фейнмановском подходе к античастицам столь тщательно опутаны колючей проволокой других законов природы, что никакие противоречия возникнуть не могут. В большинстве научно-фантастических произведений парадоксы также "огорожены" и остаются вне досягаемости: любое событие, способное порождать парадокс, остается за рамками повествования. Однако в некоторых историях явные логические противоречия все же возникают. Когда это происходит, автор либо оставляет ситуацию парадоксальной, чтобы дать пищу уму читателя, либо пытается избежать парадокса с помощью тонких предположений.

Прежде чем мы перейдем к обсуждению того, как избегать парадоксов, следует хотя бы кратко упомянуть о жанре псевдопутешествий во времени, в которых не может возникнуть противоречие. Например, парадокс не может возникнуть, если кто-нибудь просто наблюдает прошлое, никак с ним не взаимодействуя. Электронная машина из рассказа Эрика Т. Белла "Перед рассветом", снимающая кинофильмы из прошлого по световым отпечаткам на древних породах, так же не способна привести к парадоксам, как просмотр видеоленты с записью старой телевизионной программы. Не может возникнуть парадокс и в том случае, если кто-то отправляется в будущее в состоянии летаргии, как Рип ван Винкль или Вуди Аллен в кинофильме "Спящий" или герои романов "Глядя назад" Эдварда Беллами и "Когда спящий проснется" Герберта Уэллса. Не возникает парадокс и тогда, когда кто-то во сне отправляется в прошлое (как в романе Марка Твена "Янки из Коннектикута при дворе короля Артура"), попадает в будущее в перевоплощенном виде или в галактику, где время течет так медленно по сравнению с земным, что по возвращении на Землю герой оказывается в глубоком прошлом - за несколько веков до своей эпохи. Но когда кто-то "реально" путешествует в прошлое или в будущее, взаимодействует с ним и возвращается назад, возникают весьма серьезные трудности.

В некоторых ограниченных ситуациях парадокса удается избежать, если обратиться к "монолитной вселенной" Минковского, в которой история как бы заморожена: пространство-время заменено мгновенной "фотографией", на которой все мировые линии вечны и неизменны. Время в такой картине, хотя оно жестко детерминировано, может в некотором смысле течь вперед и назад, хотя за это приходится платить дорогой ценой. Ганс Рейхенбах, обсуждая проблему путешествия во времени в своей книге "Философия пространства и времени", сформулировал суть возникающих парадоксов следующим образом. Предположим, что чья-то мировая линия может замыкаться, образуя петлю, то есть подходить очень близко к какой-то точке пространства-времени, в которой "владелец" мировой линии успел побывать прежде. Может ли при встрече в пространстве-времени происходить взаимодействие между "двойниками"? Могут ли они, например, разговаривать между собой? Рейхенбах считает, что чисто логически такая возможность вполне допустима. Отвергнуть ее мы можем, приняв следующие две аксиомы, убедительно подтверждаемые всем нашим опытом: (1) каждый человек представляет собой единственную и неповторимую индивидуальность, сохраняющую свое тождество, когда человек с возрастом стареет, и (2) мировая линия любого человека линейно упорядочена, поэтому то, что он считает "теперь", соответствует всякий раз единственной точке на мировой линии. (Хотя Рейхенбах об этом и не упоминает, но нам приходится тут отказаться от всяких представлений о свободе воли. Рейхенбах утверждает, что если мы готовы пожертвовать "всем этим", то петли на мировой линии любого человека не будут приводить к каким-либо парадоксам.)

Используемый Рейхенбахом пример с петлей на мировой линии, не приводящей к парадоксам, сводится к следующему. Однажды вы встречаете человека, который выглядит как вы, но старше вас. Он сообщает вам, что перед вами ваш двойник, совершивший путешествие в прошлое (назад во времени). Вы принимаете его за сумасшедшего и продолжаете идти по своим делам. Через несколько лет вы обнаруживаете способ, позволяющий отправляться в прошлое, и наносите визит своему более молодому двойнику. При встрече вы говорите ему то, что ваш старший двойник некогда сказал вам, когда вы были моложе. Разумеется, ваш более молодой двойник принимает вас за сумасшедшего. Вы расстаетесь с ним. Каждый из вас ведет свою обычную жизнь до тех пор, пока не настает день, когда ваша более молодая "копия" не совершает путешествие назад во времени.

Аналогичную аргументацию в пользу того, что петли на мировых линиях не обязательно должны приводить к противоречию, развивает Хилари Патнам. Он строит график Фейнмана (рис. 1), на котором вместо рождения и уничтожения пары частиц изображены рождение и уничтожение двойников-людей. Зигзагообразная ломаная - это мировая линия путешествующего во времени Смита. В момент времени t2 он возвращается назад в t1, превращается в своего более молодого двойника, после чего продолжает жить как обычно. Как выглядело бы такое событие с точки зрения наблюдателя с нормальной мировой линией? Приложите линейку к пространственной оси и медленно сдвигайте линейку вверх, следя за тем, чтобы она не перекашивалась (оставалась параллельной самой себе). При t = t0 вы видите молодого Смита. При t = t2 Смит постарше внезапно материализуется из воздуха в той же точке пространства, в которой находится анти-Смит, который сидит в своей машине времени и "живет назад". (Если анти-Смит курит, то вы видите, как окурок сигареты, удлиняясь, превращается в целую сигарету и т.д.).

Возможно, что два Смита, движущихся вперед во времени, разговаривают между собой. Наконец, при t = t2 более молодой Смит, анти-Смит (движущийся назад во времени) и машина времени, движущаяся назад во времени, исчезают. Смит постарше и его более старая машина времени продолжают двигаться дальше. Таким образом, мы действительно можем нарисовать пространственно-временную диаграмму этих событий. Патнам утверждает, что это доказывает их логическую непротиворечивость.

Они действительно непротиворечивы, но заметим, что сценарий Патнама, как и сценарий Рейхенбаха, допускает лишь слабое взаимодействие между Смитами, которое и позволяет избегать более глубоких противоречий, возникающих в научно-фантастических произведениях, повествующих о путешествиях во времени. Что произойдет, если Смит постарше вздумает убить Смита помладше? Не согласится ли Патнам любезно нарисовать график в пространстве-времени в этом случае?

Существует только один хороший выход из положения, и сочинители научно-фантастических произведений используют его на протяжении более чем полувека. По данным Сэма Московитца, устройство, позволяющее разрешать парадоксы, связанные с путешествиями во времени, впервые было явно использовано в рассказе Дэвида Р. Даньелза "Ветви времени", появившемся в 1934 г. Основная идея его столь же проста, сколь и фантастична. Люди могут совершать путешествия во времени, перемещаясь в любую точку в будущем своего мира, без каких бы то ни было осложнений, но в тот момент, когда они вступают в прошлое, мир расщепляется на два параллельных мира, в каждом из которых время течет по-своему. Вдоль одной ветви мир развивается так, как если бы никакой петли в пространстве-времени не было. Вдоль другой ветви происходит развитие "новорожденной" вселенной с существенно другой историей. Новорожденной эта вселенная будет для путешественника во времени. А с точки зрения наблюдателя, созерцающего происходящее, например из пятого измерения, мировая линия путешественника просто не переходит с одного листа пространственно-временного континуума на другой, а все вселенные ветвятся в мета-вселенной, как дерево.

Ветвление путей во времени встречается во многих пьесах, романах и рассказах, принадлежащих перу авторов-нефантастов. Так. Дж. В. Пристли использует ветвление времени в своей известной пьесе "Опасный поворот", еще раньше это сделал лорд Дансэни в пьесе "Если". Марк Твен обсуждает аналогичную проблему в "Таинственном незнакомце". Хорхе Луис Борхес использует тот же прием в новелле "Сад с расходящимися тропинками". Но отточили сюжет и придали ему подлинный блеск писатели-фантасты.

Посмотрим, как он развивается. Предположим, что вы вернулись во времена Наполеона во вселенной 1 и убили его. Мир разделился на два. Теперь вы находитесь во вселенной 2. Если хотите, то вы можете вернуться в настоящее вселенной 2, в которой Наполеон был убит при загадочных обстоятельствах. Насколько этот мир отличался бы от старого? Обнаружили бы вы своего двойника? Возможно да, возможно нет. Часто в произведениях высказывается опасение, что малейшее изменение в прошлом приводит к новым причинным связям, которые, множась, могут повлечь за собой исторические перемены огромных масштабов. В то же время некоторые авторы склонны считать, что историей движут мощные глобальные силы и даже достаточно заметные изменения в прошлом довольно быстро "затухают" и не сказываются сколько-нибудь заметно на будущем.